میدانیم که گاز هیدروژن کاربردهای متفاوتی دارد و از فراوانترین گازهای روی زمین به شمار میآید لذا در این مقاله تصمیم داریم اطلاعاتی از جمله نحوه تولید گاز هیدروژن، منابع تولید هیدروژن، ترکیبات هیدروژنی و سایر مطالب مربوط به هیدروژن به شما عزیزان ارائه دهیم. شرکت سپهرگازکاویان دارنده گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد آماده ثبت سفارش گاز هیدروژن در گریدهای آزمایشگاهی و در سایزهای گوناگون می‌باشد.
هیدروژن (Hydrogen) چیست
گاز هیدروژن گازی بی رنگ و بی بو و مزه می‌باشد. می‌توان گفت فراوانترین عنصر روی زمین گاز هیدروژن است. سبکترین عنصر در جدول تناوبی به گاز هیدروژن تعلق می‌گیرد. هیدروژن شامل یک الکترون، یک پروتون و فاقد نوترون است. گاز هیدروژن را می‌توان در همه جای زمین یافت. مانند آب، چربی، شکر، آمونیاک و غیره در بسیاری از ترکیبات نشانی از گاز هیدروژن دیده میشود.
هیدروژن در دسته عناصر غیر فلزی وجود دارد ولی به دلیل آرایش الکترونی گاز هیدروژن و مشابهت آن با دسته فلزات قلیایی در راس این گروه جای گرفته است. گفتنی است که گاز هیدروژن و فلزات قلیایی خواص مشابه ندارند. برعکس فلزات قلیایی هیدروژن، کاتیون H+ را به آسانی تشکیل نمی‌دهد. این گفته را انرژی یونش بالا نسبت به فلزات قلیایی تایید می‌کند. در واقع انرژی یونش هیدروژن 1312 کیلوژول بر مول است این در حالی است که انرژی یونش لیتیوم برابر با 520 کیلوژول بر مول می‌باشد.
تهیه گاز هیدروژن
چندین روش برای تولید گاز هیدروژن وجود دارد یکی از ساده ترین و متداولترین روش تولید گاز هیدروژن، گرفتن آن از ملکول آب H2O می‌باشد. در این روش با برقکافت آب، هیدروژن و اکسیژن را جدا می‌کنند و هیدروژن تولید می‌گردد. برای انجام این کار نیازمند یک باطری 9 ولتی می‌باشیم.
روش دومی برای تولید گاز هیدروژن وجود دارد آن هم استفاده از یک گرافیت بعنوان الکترود است.
گرافیت را می‌توان الکترود خوبی در نظر گرفت چون از نظر الکتریکی خنثی می‌باشد و در زمان برقکافت حل نمی‌گردد. اگرچه نمک هم می‌تواند با بهبود بازده این واکنش کمک کند.
در این روش نیاز به دو مداد، نمک، مقوا و یک باتری 1.5 ولتی نیاز است.
سومین روش تولید گاز هیدروژن استفاده از هیدروکلریک اسید می‌باشد که با استفاده از فلز روی صورت می‌پذیرد. حباب‌هایی طی واکنش خارج میشود که دارای هیدروژن خالص می‌باشند. دقت داشته باشید هنگام تولید گاز هیدروژن به این روش از تماس و برخورد با اسید اجتناب کنید.
تولید و توزیع هیدروژن
زیرساخت سوخت هیدروژن به روش‌های مختلفی قابل طراحی می‌باشد . کارشناسان بر این باورند که منابع تولید هیدروژن و نحوه انتقال و توزیع هیدروژن به شرایط و مزایای جغرافیایی بستگی دارد به عنوان مثال در مناطقی که منابع گاز طبیعی ارزان وجود داشته باشد به صرفه‌ترین روش تولید هیدروژن، تولید این گاز از منابع گازی می‌باشد. و اگر در منطقه‌ای به منابع برق ارزان دسترسی داشته باشند، از منابع برق و با روش الکترولیز آب، تولید هیدروژن به صرفه است و در مناطقی که سوخت‌های دیگری مانند اتانول داشته باشند، اتانول به عنوان منبع اولیه تولید هیدروژن بسیار ارزشمند است.
روش‌های متنوع تولید و توزیع هیدروژن
1.تولید انبوه هیدروژن به صورت متمرکز
- توزیع به صورت هیدروژن مایع
- توزیع به صورت گاز فشرده شده
- توزیع به صورت جامد
2.تولید گاز هیدروژن در جایگاههای سوخت گیری
- از منابع گاز طبیعی به روش رفورمینگ متان و اکسیداسیون جزئی
- از طریق الکترولیز قلیایی آب
- از طریق الکترولیز با غشاء پلیمری
3.تولید گاز هیدروژن بر روی خودرو
- استفاده از بنزین یا گازوئیل به عنوان سوخت و تبدیل آن به هیدروژن در مبدل موجود در خودرو
- استفاده از متانول و یا هر سوخت مایع مناسب دیگر به عنوان سوخت و تبدیل آن به هیدورژن در مبدل
خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد گاز هیدروژن
گاز هیدروژن در دسته گازهای بی رنگ، بی بو و بی مزه قرار می‌گیرد. گفتنی است که گاز هیدروژن بیشترین فراوانی را در بین سایر عناصر جهان دارد. هیدروژن را از لحاظ سبکی، سبکترین عنصر در نظر می‌گیرند. هیدروژن از یک پروتون و یک الکترون تشکیل شده است این عنصر دارای نوترونی نیست. همانطور که گفته شد هیدروژن گازی فراوان است که در همه جا وجود دارد مثلا در آب، چربی، نفت خام و هیدروکربن ها و بسیاری از مواد یافت میشود. عدد اتمی گاز هیدروژن برابر با یک است در واقع تعداد پروتون های موجود در هسته را برابر با عدد اتمی می‌دانند.
ایزوتوپ های هیدروژن
هیدروژن به طور طبیعی دارای سه ایزوتوپ با نام‌های «پروتیوم» (Protium)، «دوتریوم» (Deuterium) و «تریتیوم» است.
پروتیوم
فراوانترین ایزوتوپ این عنصر است که 99/98 درصد از هیدروژن موجود در طبیعت را شامل میشود. هسته این اتم تنها یک پروتون دارد و فاقد نوترون است که آن را به صورت1H نشان می‌دهند.
دوتریوم
ایزوتوپ دیگر این عنصر دوتریوم است که در هسته خود یک پروتون و یک نوترون دارد. این نوع ایزوتوپ فقط 0/0156 درصد از هیدروژن موجود در طبیعت را تشکیل می‌دهد و آن را معمولا به صورت
D یا 2H نشان می‌دهند و موسوم به هیدروژن سنگین است. این ایزوتوپ را می‌توان به کمک تقطیر جزء به جزء هیدروژن مایع یا به کمک الکترولیز طولانی مدت آب بدست آورد. برای تولید یک گالن (3/78 لیتر) «آب سنگین» (D2O)، به حدود 100 هزار گالنH2O نیازمندیم. این نوع از آب، چگالی، نقطه ذوب و جوش بالاتری نسبت به آب معمولی دارد و در راکتورهای هسته‌ای از آن تحت عنوان سوخت دوتریم استفاده میشود. جایگزینی پروتیوم با دوتریوم، کاربردهای مهمی در پژوهش‌های مکانیسم واکنش‌های «اثر ایزوتوپی سینتیکی» (Kinetic Isotope Effect) دارد.
تریتیوم
تریتیوم که آن را به شکل3Hنشان می‌دهند، در هسته خود دو نوترون دارد. ایزوتوپ خاصیت رادیواکتیوی دارد و نیمه عمر آن در حدود 12/3 سال است. این ایزوتوپ به طور پیوسته و در اثر پرتوهای کیهانی، در خارج از جو زمین تولید میشود. همچنین در یک راکتور هسته‌ای و به کمک ایزوتوپ لیتیوم-۶ نیز می‌توان تریتیوم را تولید کرد. علاوه بر این، در بمب‌های هیدروژنی نیز از همین ایزوتوپ استفاده می‌کنند. بیشتر تریتیوم بوسیله بمباران لیتیوم با نوترون ساخته میشود. از این ایزوتوپ در راکتورهای هم‌جوشی هسته‌ای نیز بهره می‌گیرند.
کاربرد هیدروژن
همانطور که می‌دانید هیدروژن یک عنصر بسار مهم است که کاربردهای فراوانی دارد که در اینجا به کاربردهای مهم هیدروژن می‌پردازیم:
هیدروژن در صنایع شیمیایی، متالوژی، پالایشگاه‌ها، شیشه و صنعت الکترونیک کاربرد دارد. همچنین هیدروژن به عنوان سوخت در هوا و فضا کاربرد دارد. باید بدانید که هیدروژن در وهله‌ی اول به عنوان یک عنصر واکنش دهنده مورد استفاده قرار می‌گیرد. از گاز هیدروژن با عنوان سوخت تمیز یاد میشود به این دلیل که از آب تولید شده و با اکسیدشدن به آب باز می‌گردد. پیل‌های سوختی که مجهز به گاز هیدروژن می‌باشند به منظور منبع انرژی بدون آلودگی مورد استفاده قرار می‌گیرند و در حال حاضر در وسایل نقلیه کاربرد دارند. درصنایع شیمیایی از گاز هیدروژن برای ساخت آمونیاک برای کودهای کشاورزی و سیکلوهگزان و متانول استفاده میشود که به منظور تهیه تولید پلاستیک و داروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صنعت شیشه‌سازی از هیدروژن برای ساخت ورق‌های تخت شیشه استفاده میشود و نیز در الکترونیک از گاز هیدروژن به عنوان گاز شستشو در زمان تولید تراشه‌های سیلیکون استفاده میشود.
از آن‌جایی که گاز هیدروژن دارای تراکم کم می‌باشد از این گاز برای پر کردن بالن و کشتی‌های هوایی استفاده میشود. کاربردهای بیولوژیکی هیدروژن را می‌توانیم این‌گونه شرح دهیم، هیدروژن یک عنصر مهم برای زندگی می‌باشد و هیدروژن در تمام موکلول‌های موجودات زنده و آب حضور دارد اما لازم به ذکر است که خود هیدروژن به تنهایی نقش خاصی ندارد و با اتم‌های کربن و اکسیژن تشکیل پیوند می‌دهد. هیدروژن را از نظر فراوانی اولین عنصر در جهان می‌دانند نکته جالب این است که هیدروژن در بیشتر ستارگان و خورشید یافت میشود بخش زیادی از سیاره مشتری را هیدروژن تشکیل می‌دهد. گفتنی است که بر روی کره زمین بیشترین مقدار هیدروژن در ساختار آب وجود دارد و درصد ناچیزی هیدروژن در جو به شکل گازی وجود دارد ( کمتر از یک قسمت در میلیون حجم). جالب است بدانید با وارد شدن هر هیدروژن در جو، این گاز به سرعت از گرانش زمین به فضای بیرون خارج میشود. مقدار بیشتر تولید هیدروژن به روش گرم کردن گاز طبیعی با بخار است تا syngas( ترکیب گاز هیدروژن و مونوکسید کربن) تشکیل شود سینگَس جدا شده و هیدروژن را می‌دهد. همچنین می‌توان هیدروژن را با الکترولیز آب تولید کرد.
- پیشنهاد به مطالعه بیشتر سوخت هیدروژن
نکات ایمنی هیدروژن
باتوجه به کاربردهای زیادی که گاز هیدروژن دارد باید این نکته را در نظر بگیرید که گاز هیدروژن خطراتی دارد که انسان را تهدید می‌کند برای جلوگیری از بروز این خطرات باید نکات ایمنی مربوط به گاز هیدروژن را بدانید و به آن‌ها توجه کنید. در این بخش خطرات هیدروژن را به هنگام استفاده از هیدروژن و هم به هنگام تولید هیدروژن بررسی می‌کنیم.گفتنی است که مهم‌تر از همه این‌ها نکات ایمنی به هنگام کار با هیدروژن می‌باشد زیرا چیزی که به هنگام کار با هیدروژن بسیار نگران کننده است اشتعال پذیری گاز هیدروژن می‌باشد و گاز هیدروژن دارای بیشترین امتیاز از نظر مقیاس اشتعال‌پذیری می‌باشد تا حدی که مقدار بسیار کم هیدروژن با هوای معمولی قابل اشتعال می‌باشد. لازم به ذکر است که احتراق با توجه به اکسیژن موجود در هوا و ویژگی‌های شیمیایی واکنش می‌تواند با حداقل چهار درصد نسبت حجمی از هیدروژن به هوا اتفاق بیافتد بنابراین هیدروژن به تنهایی هیچ رتبه‌ای برای خطر واکنش پذیری یا سمیت ندارد. ذخیره کردن هیدروژن و استفاده از هیدروژن به دلیل راحتی در نشت آن به عنوان سوخت گازی، احتراق کم مصرف، طیف گسترده‌ای از ترکیبات سوخت قابل احتراق هوا و سوخت شناسی چالش‌های کم نظیری را ایجاد می‌کند
جلوگیری از خطرات گاز هیدروژن
آنچه که در مورد گاز هیدروژن باید بدانید این است که این گاز در فرورفتگی‌ها تجمع پیدا می‌کند زیر سقف و فرورفتگی‌ها جاهایی هستند که خطر انفجار گاز هیدروژن را تشکیل می‌دهند گفتنی است هر ساختمانی که منبع گاز هیدروژن می‌باشد باید دارای تهویه مناسب باشد و نیز لازم به ذکر است که سیستم سرکوب احتراق برای همخه دستگاه‌های برقی باشد و بهتر است طراحی آن به گونه‌ای باشد که سقف داشته باشد تا به طور کامل از بقیه سازه ها جدا شود.
تاثیر گاز هیدروژن بر سلامت انسان
تماس گاز هیدروژن با چشم آسیبی به چشم نمی‌رساند اما خارج شدن گاز هیدروژن از مخزن تحت فشار خطرناک است زیرا سرما ایجاد می‌کند و در صورت تماس با چشم باعث یخ‌زدگی میشود و چشم آسیب می‌بیند در صورت بروز چنین مشکلی مصدوم را بلافاصله به محیط باز انتقال دهید و به پزشک مراجعه کنید.
در اثر سوختن با گاز هیدروژن، قسمتی که دچار سوختی شده است را با زیر آب سرد بگیرید سپس از باند استريل براي پانسمان قسمت آسیب دیده استفاده کنید در صورتی که مصدوم از ناحيه صورت، گلو، سر و يا سينه دچار سوختگي شده باشد احتمال این که راه تنفسی مصدوم بسته شود وجود دارد بنابراین فرد مصدوم را فوراً به مراكز امداد تخصصي ببريد.
تاثیر گاز هیدروژن بر محیط زیست
ابتدا باید بدانید که هیدروژن فراوانترین عنصر در کائنات و دومین عنصر از نظر فراوانی در کره زمین است و در مورد کاربرد هیدروژن گفته شد که از هیدروژن به عنوان سوخت در موتورهای احتراق داخلی و به منظور تولید برق در پیله سوختی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرآیند پاک بوده و نام سوخت پاک بر آن گذاشته شده است که تنها فرآورده جانبی آن آب و مقدار کمی اکسید نیتروژن می‌باشد و تولید کربن ندارد. هیدروژن نسبت به سوخت‌های فسیلی برتری‌های قابل توجهی دارد و جایگزین شدن سوخت هیدروژنی با سوخت فسیلی می‌تواند منجر به انتشار کمتر گازهای گلخانه‌ای شود. اما به دلیل داشتن ویژگی‌های خاصی مانند سبکی و قابلیت نفوذ بالا هم زمان می‌تواند به عنوان یک گاز گلخانه‌ای عمل کند.
حمل و انبارش گاز هیدروژن
در مورد حمل و نقل و نگهداری سیلندر گاز هیدروژن باید نکاتی را در نظر بگیرید در این بخش به بررسی این نکات پرداخته میشود. به هیچ عنوان از گاز هیدروژن در نزدیکی جوشکاری، شعله یا سطوح داغ استفاده نکنید. از کشیدن، سر دادن و غلتاندن سیلندر حاوی گاز هیدروژن روی زمین جداً خودداری کنید. سیلندرهای گاز را با چرخ دستی یا چیزی مانند ارابه حمل و نقل کنید. توجه داشته باشید که کلاهک سیلندر به هیچ عنوان برداشته نشود و سیلندر گاز را هرگز با دست‌های چرب و روغنی حمل نکنید. تحت هیچ شرایطی برای افزایش سرعت تخلیه سیلندر گاز هیدروژن آن را حرارت ندهید. بسیار دقت شود که به بدنه سیلندر آسیبی وارد نشود سیلندرها را به صورت عمودی نگهداری کنید برای جلوگیری از افتادن سیلندر آن را با یک زنجیر در یک جای خشک و خنک ببندید و نگهداری کنید انبار نگهداری سیلندر باید دور از ترافیک و خروج اضطراری باشد.
آنالیز گاز هیدروژن آزمایشگاهی
گازهای خالص آزمایشگاهی داخلی خلوص بالا با درصد خلوص معين و با دقت بالا براي مصارف گوناگون بنا به سفارش مشتري تولید میشوند و گازهای خالص آزمایشگاهی در صنایع مختلف، دانشگاه ها ، مراکز تحقیقاتی ، پژوهشگاها و تجهیزات آزمایشگاهی مثل کروماتوگرافی گازی، کوانتومتر،لیزرها و آنالایزص رهای مختلف استفاده می شود. دقت دراين نوع گازها از اهميت ويژه اي برخوردار می باشد . واحد تولید شرکت سپهر گاز کاویان با کارشناسان فنی که از متخصص ترین و برترین تولید کننده انواع گازهای آزمایشگاهی می باشد .بنا به درخواست مشتری در سیلندرهای گاز(کپسول ها ) با سایزهای مختلف بادستگاه Gas Chromatograph و Moisture Analyzer آنالیز کرده، سپس با دتکتور های گازی کنترل کرده و با ارائه سرتیفیکیت معتبر تحویل مشتری می گردد.
تامین هیدروژن
گاز هیدروژن آزمایشگاهی خلوص بالا به عنوان گاز حامل و پاکسازی برای طیف وسیعی از ابزار تحلیلی از جمله آشکارساز یونیزاسیون شعله، آشکارساز هدایت حرارتی، ماشین آلات ضبط سنج، شعله فوتومتریک آشکارساز استفاده میشود.
تامین گاز هیدروژن خالص گرید 5.5-5-6 برای امور آزمایشگاهی از سپهر گاز کاویان.
فروش گاز هیدروژن
شرکت سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده انواع گازهای خلوص بالا و گاز میکس می‌باشد، که یکی از این گاز خلوص بالا گاز هیدروژن است. سپهر گاز کاویان با کیفیت بالا و قیمت مناسب گاز خلوص بالا هیدروژن را تهیه و به فروش می‌رساند. همچنین شرکت سپهرگاز کاویان تجهیزات جانبی کپسول‌های گاز هیدروژن از جمله رگولاتر گاز هیدروژن را با قیمت مناسب به فروش می رساند.
خرید گاز هیدروژن
گازها بنابر درخواست شما مصرف کنندگان تولید میشوند. استفاده از گازهای خالص در خلوص بالا برای گازهای کالیبراسیون موجب بالارفتن دقت در کالیبره کردن میشود. سعی کنید گاز هیدروژن خالص آزمایشگاهی و یا میکس گاز هیدروژن را از مراکز معتبر خریداری کنید به طوری که تضمینی برای آن‌ها وجود داشته باشد. سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده انواع گازهای خالص با درصد خلوص بالا یکی از مراکز معتبر فروش هیدروژن خالص آزمایشگاهی در ایران می‌باشد.
قیمت گاز هیدروژن
عنصر هیدروژن یا آبزا با علامت اختصاری H نمایش داده میشود و دارای عدد اتمی یک می‌باشد. گفتنی است که گاز هیدروژن با فرمول مولکولی H2 گازی بی‌بو، بی‌رنگ، غیر سمی و آتش‌زا می‌باشد. برای استعلام قیمت از کپسول‌های گاز هیدروژن و نیز کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید درخواست خود را به شماره واتساپ 09128699026ارسال کنید تا کارشناسان فروش ما اطلاعات مورد نیاز را در اختیارتان قرار دهند.
شرکت سپهر گاز کاویان تامین کننده هیدروژن با درصد خلوص 99.999 ، 99.9995 ، 99.9999 در سیلندرهای کربن استیل می‌باشد.
شرکت سپهر گاز کاویان تامین کننده گاز هیدروژن گرید 99.999 (جیسی گرید) مخصوص دستگاه کروماتوگرافی کپسول هیدروژن می‌باشد و همچنین تجهیزات مربوط به کپسول هیدروژن مانند رگولاتور.. در سپهر گاز کاویان به فروش می‌رسد.
گاز هیدروژن وارداتی با درصد خلوص 99.999، 99.9995، 99.9999 در شرکت سپهر گاز کاویان قابل ارائه به مصرف کنندگان می‌باشد.
هدف شرکت سپهر گاز کاویان همواره تولید گازهای با خلوص بالا و قیمت مناسب، متناسب با نیاز مصرف کنندگان می‌باشد.
برای ارتباط با کارشناسان ما و ثبت سفارش می‌توانید با شماره‌های زیر تماس بگیرید.
